εταιρικά νέα για Αναισθησιολογικοί Αναπνευστήρες: Βασικές Αρχές, Χρήσεις και Επεξήγηση Ασφάλειας

Φανταστείτε έναν ασθενή στο χειρουργικό τραπέζι, τη ζωή του να διατηρείται από ένα εξελιγμένο μηχάνημα—τον αναπνευστήρα αναισθησίας. Κάθε αναπνοή που παρέχεται, κάθε ρύθμιση πίεσης, είναι κρίσιμη για την ασφάλεια του ασθενή και την ανάρρωση μετά την επέμβαση. Αλλά πώς επιλέγει κανείς έναν αναπνευστήρα αναισθησίας υψηλής απόδοσης, αξιόπιστο, για να διασφαλίσει τη ζωή; Αυτό το άρθρο εμβαθύνει σε κάθε πτυχή των αναπνευστήρων αναισθησίας, από την ιστορική τους εξέλιξη έως την τεχνολογία αιχμής, τις αρχές λειτουργίας και τις κλινικές εφαρμογές, για να σας βοηθήσει να λάβετε μια τεκμηριωμένη απόφαση.

Το 1846, οι πρώτες μορφές αναισθησίας βασίζονταν σε απλούς εξατμιστές, απαιτώντας από τους ασθενείς να αναπνέουν αυθόρμητα για να εισπνεύσουν αναισθητικά αέρια. Σήμερα, οι αναπνευστήρες αναισθησίας έχουν εξελιχθεί σε εξαιρετικά προηγμένες, αυτοματοποιημένες συσκευές. Από το μηχάνημα αναισθησίας HEG Boyle που αναπτύχθηκε από τους Coxeters το 1917 έως τον αυτόματο αναπνευστήρα θετικής πίεσης Pulmoflator που εφευρέθηκε από τον Blease το 1945, και τώρα στους ενσωματωμένους σταθμούς αναισθησίας με δυνατότητες αερισμού επιπέδου ΜΕΘ που παράγονται από εταιρείες όπως η Dräger και η Datex-Ohmeda, οι αναπνευστήρες αναισθησίας έχουν υποστεί μια αξιοσημείωτη μεταμόρφωση.

Οι σύγχρονοι αναπνευστήρες αναισθησίας διαθέτουν εξελιγμένα συστήματα ελέγχου υπολογιστών και πολλαπλές βελτιώσεις στα κυκλώματα αναπνοής, επιτρέποντας προηγμένη υποστήριξη αερισμού για ασθενείς σε πολύπλοκες καταστάσεις. Παρακάτω, εξερευνούμε την ταξινόμηση, τις αρχές λειτουργίας, τους τρόπους αερισμού των νεότερων αναπνευστήρων και τις βελτιώσεις στα κυκλώματα αναπνοής, μαζί με πιθανούς κινδύνους που σχετίζονται με τη χρήση αναπνευστήρα.

Οι αναπνευστήρες αναισθησίας μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένου του μηχανισμού δράσης:

1. Μηχανικοί Αναπνευστήρες με Δάχτυλο: Αυτοί λειτουργούν με την αρχή του T-piece, δημιουργώντας διαλείπουσα θετική πίεση αερισμού με ρυθμική απόφραξη του T-piece. Για παράδειγμα, ο αναπνευστήρας Sechrist χρησιμοποιεί μια πνευματική βαλβίδα αντί για το δάχτυλο του αναισθησιολόγου, με τον κύκλο της βαλβίδας να καθορίζεται από τις ρυθμίσεις στον πίνακα ελέγχου του αναπνευστήρα.
2. Αναπνευστήρες Διαχωρισμού Όγκου ανά Λεπτό: Αυτοί παρέχουν αέριο υπό πίεση στο σύστημα αναπνοής, που συλλέγεται σε μια σακούλα δεξαμενής που πιέζεται συνεχώς από ένα ελατήριο, βάρος ή ελαστική ανάκρουση. Διαθέτουν εισπνευστικές και εκπνευστικές βαλβίδες που ελέγχονται από έναν «δισταθή» μηχανισμό. Όλο το παρεχόμενο αέριο κίνησης παραδίδεται στον ασθενή. Για παράδειγμα, εάν η ροή φρέσκου αερίου προς τον ασθενή είναι 10 L/min, αυτός ο όγκος παραδίδεται ως λεπτό αερισμού, αλλά διαιρείται σε όγκους παλίρροιας με βάση τις ρυθμίσεις του αναπνευστήρα (π.χ., 10 αναπνοές των 1 L ή 20 αναπνοές των 0,5 L). Παραδείγματα περιλαμβάνουν τους αναπνευστήρες East-Freeman, Flomasta και Manley MP3.
3. Αναπνευστήρες Bag Squeezer: Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως με συστήματα κύκλου ή Mapleson D. Η σακούλα μπορεί να συμπιεστεί πνευματικά (τοποθετημένη σε ένα θάλαμο γεμάτο με αέριο κίνησης) ή μηχανικά (μέσω ενός κινητήρα, γραναζιών, μοχλών, ελατηρίων ή βαρών). Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη σειρά Manley Servovent, Penlon Nuffield 400, Ohmeda 7800 και Servo 900.
4. Διαλείποντες Αναπνευστήρες Φυσήματος: Αυτά κινούνται από μια πηγή αερίου ή πεπιεσμένου αέρα στα 45–60 psi. Το αέριο κίνησης συνήθως παραδίδεται αδιάλυτο στον ασθενή, αλλά μπορεί να αναμιχθεί με αέρα, οξυγόνο ή αναισθητικά αέρια μέσω μιας συσκευής Venturi. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη σειρά Pneupac και Penlon Nuffield 200.

Οι σύγχρονοι αναπνευστήρες αναισθησίας μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ανά πηγή ενέργειας, μηχανισμό κίνησης, τύπο κυκλώματος, μηχανισμό κύκλου και τύπο φυσητήρα.

Οι πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν πεπιεσμένο αέριο, ηλεκτρικό ρεύμα ή συνδυασμό και των δύο. Οι παλαιότεροι πνευματικοί αναπνευστήρες απαιτούσαν μόνο μια πνευματική πηγή ενέργειας, ενώ οι σύγχρονοι ηλεκτρονικοί αναπνευστήρες χρειάζονται ηλεκτρικό ρεύμα ή συνδυασμό ηλεκτρικού ρεύματος και πεπιεσμένου αερίου.

• Διπλό Κύκλωμα: Αναπνευστήρες φυσητήρα.
• Μονό Κύκλωμα: Αναπνευστήρες εμβόλου.

Οι αναπνευστήρες διπλού κυκλώματος είναι οι πιο συνηθισμένοι στους σύγχρονους σταθμούς αναισθησίας. Αυτά διαθέτουν σχεδιασμό φυσητήρα τύπου κασέτας, όπου το αέριο κίνησης υπό πίεση συμπιέζει τον φυσητήρα, παρέχοντας αερισμό στον ασθενή. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα Datex-Ohmeda 7810, 7100, 7900 και 7000, καθώς και τα North American Dräger AV-E και AV-2+.

Οι αναπνευστήρες εμβόλου (π.χ., Apollo, Narkomed 6000, Fabius GS) χρησιμοποιούν έναν κινητήρα ελεγχόμενο από υπολογιστή αντί για πεπιεσμένο αέριο για την παροχή αερίου αναπνοής. Αυτά τα συστήματα έχουν ένα μόνο κύκλωμα αερίου ασθενή και όχι ξεχωριστά κυκλώματα για αέρια ασθενή και κίνησης.

Οι περισσότεροι αναπνευστήρες αναισθησίας είναι χρονικά κυκλικοί και παρέχουν ελεγχόμενο μηχανικό αερισμό. Η φάση εισπνοής ξεκινά από μια συσκευή χρονισμού. Οι παλαιότεροι πνευματικοί αναπνευστήρες χρησιμοποιούσαν χρονισμό υγρού, ενώ οι σύγχρονοι ηλεκτρονικοί αναπνευστήρες χρησιμοποιούν χρονισμό στερεάς κατάστασης και ταξινομούνται ως χρονικά κυκλικοί και ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι.

Η κατεύθυνση της κίνησης του φυσητήρα κατά την εκπνοή καθορίζει την ταξινόμησή τους. Οι ανερχόμενοι (όρθιοι) φυσητήρες ανεβαίνουν κατά την εκπνοή, ενώ οι κατερχόμενοι (κρεμαστοί) φυσητήρες πέφτουν. Οι περισσότεροι σύγχρονοι αναπνευστήρες αναισθησίας χρησιμοποιούν ανερχόμενους φυσητήρες, οι οποίοι είναι ασφαλέστεροι. Σε περίπτωση αποσύνδεσης, οι ανερχόμενοι φυσητήρες καταρρέουν και δεν ξαναγεμίζουν, ενώ οι κατερχόμενοι φυσητήρες συνεχίζουν να κινούνται, ενδεχομένως τραβώντας αέρα δωματίου στο σύστημα αναπνοής. Ορισμένα νεότερα συστήματα (π.χ., Dräger Julian, Datascope Anestar) χρησιμοποιούν κατερχόμενους φυσητήρες με ενσωματωμένα συναγερμούς άπνοιας CO₂ για ασφάλεια.

Αυτοί οι αναπνευστήρες αποτελούνται από έναν φυσητήρα που στεγάζεται σε ένα διαφανές άκαμπτο πλαστικό θάλαμο. Ο φυσητήρας λειτουργεί ως διεπαφή μεταξύ του αερίου αναπνοής και του αερίου κίνησης. Κατά την εισπνοή, το αέριο κίνησης (οξυγόνο υπό πίεση ή αέρας στα 45–50 psi) παραδίδεται στον χώρο μεταξύ του τοιχώματος του θαλάμου και του φυσητήρα, συμπιέζοντας τον φυσητήρα και παρέχοντας αναισθητικό αέριο στον ασθενή. Κατά την εκπνοή, ο φυσητήρας επεκτείνεται ξανά καθώς ρέει το αέριο αναπνοής και η περίσσεια αερίου αερίζεται στο σύστημα απομάκρυνσης. Οι ανερχόμενοι σχεδιασμοί φυσητήρων δημιουργούν εγγενώς 2–4 cm H₂O θετικής πίεσης στο τέλος της εκπνοής (PEEP).

Οι αναπνευστήρες εμβόλου (π.χ., Apollo, Narkomed 6000, Fabius GS) χρησιμοποιούν έναν ηλεκτρικό κινητήρα για να συμπιέσουν αέριο στο κύκλωμα αναπνοής, δημιουργώντας μηχανική εισπνοή. Ο άκαμπτος σχεδιασμός του εμβόλου επιτρέπει την ακριβή παροχή του όγκου παλίρροιας, με τον έλεγχο του υπολογιστή να επιτρέπει προηγμένους τρόπους αερισμού όπως ο συγχρονισμένος διαλείπων υποχρεωτικός αερισμός (SIMV), ο αερισμός ελέγχου πίεσης (PCV) και ο αερισμός υποστήριξης πίεσης (PSV).

• Αθόρυβη λειτουργία.
• Χωρίς εγγενές PEEP (σε αντίθεση με τους αναπνευστήρες ανερχόμενων φυσητήρων).
• Υψηλότερη ακρίβεια στον παραδιδόμενο όγκο παλίρροιας λόγω της συμμόρφωσης και της αντιστάθμισης διαρροής, της αποσύνδεσης φρέσκου αερίου και του άκαμπτου σχεδιασμού του εμβόλου.
• Ο ηλεκτρισμός τροφοδοτεί το έμβολο, εξαλείφοντας την ανάγκη για αέριο κίνησης.
• Οι αισθητήρες πίεσης επιτρέπουν την ακριβή παροχή όγκου.

• Απώλεια της οικείας οπτικής ανάδρασης των ανερχόμενων φυσητήρων κατά την αποσύνδεση.
• Η αθόρυβη λειτουργία μπορεί να κάνει τον κανονικό κύκλο λιγότερο ακουστό.

Όταν χρησιμοποιείτε έναν αναπνευστήρα, η ρυθμιζόμενη βαλβίδα περιορισμού πίεσης (APL) πρέπει να αφαιρεθεί λειτουργικά ή να απομονωθεί από το κύκλωμα. Ο διακόπτης bag/ventilator το επιτυγχάνει αυτό. Στη λειτουργία «bag», ο αναπνευστήρας αποκλείεται, επιτρέποντας αυθόρμητο/χειροκίνητο αερισμό. Στη λειτουργία «ventilator», η σακούλα αναπνοής και η βαλβίδα APL αποκλείονται από το κύκλωμα. Ορισμένα νεότερα μηχανήματα αποκλείουν αυτόματα τη βαλβίδα APL όταν ο αναπνευστήρας είναι ενεργοποιημένος.

Η αποσύνδεση φρέσκου αερίου είναι ένα χαρακτηριστικό σε ορισμένους νεότερους σταθμούς αναισθησίας με αναπνευστήρες εμβόλου ή κατερχόμενων φυσητήρων. Στα παραδοσιακά κυκλικά συστήματα, η ροή φρέσκου αερίου συνδέεται άμεσα με το κύκλωμα, αυξάνοντας τον παραδιδόμενο όγκο παλίρροιας. Με την αποσύνδεση, το φρέσκο αέριο εκτρέπεται κατά την εισπνοή σε μια σακούλα δεξαμενής, η οποία συσσωρεύει αέριο μέχρι την εκπνοή. Αυτό μειώνει τον κίνδυνο τραύματος όγκου ή βαροτραύματος από υπερβολική ροή φρέσκου αερίου. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα Dräger Narkomed 6000 και Fabius GS.

Οι πρώτοι αναπνευστήρες αναισθησίας ήταν απλούστεροι από τους αναπνευστήρες ΜΕΘ, με λιγότερους τρόπους αερισμού. Ωστόσο, καθώς οι κρίσιμα άρρωστοι ασθενείς υποβάλλονται όλο και περισσότερο σε χειρουργική επέμβαση, η ζήτηση για προηγμένους τρόπους έχει αυξηθεί. Τα σύγχρονα μηχανήματα αναισθησίας ενσωματώνουν πλέον πολλούς τρόπους αερισμού τύπου ΜΕΘ.

Όλοι οι αναπνευστήρες προσφέρουν VCV, παρέχοντας έναν προκαθορισμένο όγκο σε σταθερή ροή. Η μέγιστη πίεση εισπνοής ποικίλλει ανάλογα με τη συμμόρφωση του ασθενή και την αντίσταση των αεραγωγών. Τυπικές ρυθμίσεις:

• Όγκος παλίρροιας: 6–10 mL/kg.
• Ρυθμός αναπνοής: 8–12 αναπνοές/λεπτό.
• PEEP: Ξεκινήστε στα 0–5 cm H₂O και τιτλοποιήστε.

Στο PCV, η πίεση εισπνοής είναι σταθερή και ο όγκος παλίρροιας ποικίλλει. Η ροή είναι υψηλή αρχικά για να επιτευχθεί η καθορισμένη πίεση νωρίς στην εισπνοή, στη συνέχεια μειώνεται για να διατηρηθεί η πίεση (μοτίβο επιβράδυνσης ροής). Το PCV βελτιώνει την οξυγόνωση στη λαπαροσκοπική βαριατρική χειρουργική επέμβαση και είναι ιδανικό για νεογνά, έγκυες ασθενείς και άτομα με οξύ αναπνευστικό σύνδρομο.

Αυτός ο νεότερος τρόπος συνδυάζει το PCV με έναν στόχο όγκου παλίρροιας. Ο αναπνευστήρας παρέχει ομοιόμορφους όγκους παλίρροιας σε χαμηλή πίεση χρησιμοποιώντας επιβραδυνόμενη ροή. Η πρώτη αναπνοή ελέγχεται από τον όγκο για να καθοριστεί η συμμόρφωση του ασθενή και οι επόμενες αναπνοές προσαρμόζουν την πίεση εισπνοής ανάλογα.

Το SIMV παρέχει εγγυημένες αναπνοές συγχρονισμένες με την προσπάθεια του ασθενή, επιτρέποντας αυθόρμητες αναπνοές μεταξύ των υποχρεωτικών αναπνοών. Είναι χρήσιμο στη γενική αναισθησία όπου τα φάρμακα (π.χ., αναισθητικά, νευρομυϊκοί αποκλειστές) επηρεάζουν τον ρυθμό αναπνοής και τον όγκο παλίρροιας. Το SIMV μπορεί να ελέγχεται από τον όγκο (SIMV-VC) ή από την πίεση.

Το PSV είναι χρήσιμο για τη διατήρηση της αυθόρμητης αναπνοής υπό γενική αναισθησία, ειδικά με αεραγωγούς υπεργλωττιδικούς (π.χ., αεραγωγός λάρυγγας μάσκας). Μειώνει την αναπνευστική εργασία και αντισταθμίζει τη μειωμένη λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα που προκαλείται από τα εισπνεόμενα αναισθητικά. Ορισμένοι αναπνευστήρες προσφέρουν εφεδρική άπνοια (PSV-Pro) εάν οι αυθόρμητες προσπάθειες σταματήσουν.

Παραδείγματα περιλαμβάνουν το Datex-Ohmeda S/5 ADU, το οποίο χρησιμοποιεί έναν μικροεπεξεργαστή ελεγχόμενο πνευματικό διπλό κύκλωμα ανερχόμενων φυσητήρων με έναν αισθητήρα ροής/πίεσης «D-Lite» στο Y-piece, και τους σταθμούς Dräger Narkomed 6000, Fabius GS και Apollo, οι οποίοι χρησιμοποιούν αναπνευστήρες μονόκυκλου με έμβολο με αποσύνδεση φρέσκου αερίου.

Οι συναγερμοί αποσύνδεσης είναι κρίσιμοι και θα πρέπει να ενεργοποιούνται παθητικά κατά τη χρήση. Οι σταθμοί εργασίας θα πρέπει να έχουν τουλάχιστον τρεις συναγερμούς αποσύνδεσης: χαμηλή μέγιστη πίεση εισπνοής, χαμηλός εκπνεόμενος όγκος παλίρροιας και χαμηλό εκπνεόμενο CO₂. Άλλοι συναγερμοί περιλαμβάνουν υψηλή μέγιστη πίεση, υψηλό PEEP, χαμηλή πίεση παροχής οξυγόνου και αρνητική πίεση.

Τα συνήθη προβλήματα περιλαμβάνουν αποσυνδέσεις κυκλώματος αναπνοής, σύζευξη ροής φρέσκου αερίου αναπνευστήρα (αύξηση του όγκου παλίρροιας και της μέγιστης πίεσης με υψηλή ροή φρέσκου αερίου), υψηλή πίεση αεραγωγών (κίνδυνος βαροτραύματος ή αιμοδυναμικής διαταραχής), προβλήματα συναρμολόγησης φυσητήρα (διαρροές ή δυσλειτουργίες), αποκλίσεις όγκου παλίρροιας (λόγω συμμόρφωσης κυκλώματος ή διαρροών), διακοπές ρεύματος και τυχαία διακοπή του αναπνευστήρα.